反无人机蜂群技术必要性是什么

　　犯罪分子一直在以各种方式使用无人机，他们用它们来进行入室盗窃、观察更大的目标、发现安全漏洞。好战组织已经开始使用无人机来推进他们的恐怖主义活动。四轴飞行器或模型飞机等小型无人机很容易获得，恐怖分子越来越多地使用它们并改装它们，使无人机能够运送武器化爆炸物或危险材料。在他们手中，无人机可以在空中将简易爆炸装置飞向目标。

　　无人机可能很小一一有些重量不到5磅一一如果它们配备武器，并且当有 10.。.20.。.100.。.近距离接触时它们可能会造成般灭性的后果。无人机群可以在数里外远程操作，自主飞行。

　　洛克希德马丁臭融工厂高能激光集成总工程师丹尼尔米勒说：”恐怖分子和其他武装分子可以操作装有武器的小型廉价无人机来威胁地面上的美国和盟军，由于它们的尺寸，这些无人机很难被发现，很难被雷达捕捉到，也很难用常规武器射击，尤其是成群结队。”

　　随着蜂群机器人技术和人丁智能（AD）的指数级增长，越来越多的国家开始转向一种能够让一名飞行员同时控制多架无人机（UAV）的技术--无人机蜂群技术。受昆虫群的启发，无人机群由多个小型无人机（UAV） 组成，它们能够自我组织、协作并一起完成多项任务。

　　这在很大程度上受到军用无人机的影响，它们变得更加复杂和先进，即更小、更轻、更便宜和更抗干扰，因为它们能够在中低空运行。由于这些发展，无人机群现在可以部署用于情报、监视、侦察（ISR）、进攻和防御任务，因为它们具有更大的ISR 以及更远的航程和续航能力。无人机群现在被军方用来寻找、固定和传达地面、海上和空中目标的精确目标位置，它们可以作为武器平台从多轴攻击防空系统;或者他们可以将导弹瞄准数据传递给任何携带防空导弹的平台。

　　无人机群的新威胁

　　各国已经在组建非常庞大的无人机群。中国电子信息技术研究院于2020年9月测试了从陆基和机载发射器以蜂群编队发射和使用多架小型无人机。

　　此外，美国海军海军研究办公室和国防高级研究计划局近年来进行了广泛的测试，使用大量无人机相互协调执行侦察、编队飞行或可能向目标投掷弹药。2016年10月，美国战略能力办公室用F/A-18超级大黄蜂发射了103架 Perdix 无人机。无人机使用分布式大脑相互通信，组装成一个复杂的编队，穿越战场，并重组为个新的编队。

　　美国海军研究生院也在探索100万架无人机在海上、水下和空中运行的潜力。中国已经保持着一次飞行3，051架预编程无人机的吉尼斯世界纪录。

　　2020年9月的一次演习表明，俄罗斯还在继续寻求与三种型号的小型无人机联合打击地面目标。尽管这本身并不是无人机集群，但一位俄罗斯专家指出，“目前，俄罗斯对无人机集群使用进行了大量研究，并对此类概念进行了测试和评估。” 　　在印度最近的建军节阅兵中，政府展示了它声称的由75架无人机组成的真正无人机群，并表示有意将无人机群扩大到1000多架。

　　美军方也在考虑将无人机群用于未来的反介入/区域拒止环境。五角大楼半秘密战略能力办公室（SCO）的负责人威廉·罗珀（Wiliam Roper）表示，未来的战争将使用大量可消耗的、分散的智能系统，而不是美国五十年来直依赖的大型、昂贵的武器平台。并补充说，他相信与其他军种相比，空军在适应这一新现实方面将面临更大的挑战。在 Roper 看来，最终目标是将危险限制在个体操作员身上。上合组织负责人说，与其在战斗的第天派出一波有人驾驶飞机，不如派出一波又一波廉价的一次性系统，这些系统不会有失去美国军人的风险。

　　2021年4月，美国海军披露，它首次用无人机群摧毁了一艘水面舰艇。这次打击是在加利福尼亚海岸外进行的无人系统综合作战问题（Ux5 BP） 21 演期间进行的。蜂群攻击是针对无人水面舰艇识别的目标，是演习期间数次无人系统编组行动之一。其中包括无人驾驶飞机和船只的组合，识别敌方船只与导弹驱逐舰约翰芬恩号导弹驱逐舰发射的 SM-6 反舰导弹交战。“我们这次演习的目标是评估这些无人系统，以及它们如何与有人系统实际合作。”演习技术经理吉姆·艾肯少将在新闻发布会上说。

　　犯罪分子和武装分子现在已经开始使用成群的商用无人机，从而提高了它们的有效性和杀伤力。通过部署成群的消费级无人机，它们作为一种武器变得更加可行。他们可以轻松地压倒一个小的防御阵地，因为他们代表太多目标移动太快而无法成功击退

　　无人机群可能对进行大规模伤亡攻击非常有用。它们可用作无核武器国家的战略威慑武器和恐怖分子的暗杀武器。事实上，2018年，刺客利用两架无人机在委内瑞拉向总理尼古拉斯·马杜罗发动袭击。此次事件充分说明了无人机群的潜力。如果刺客改为发射30架无人机，结果可能会有所不同 　　2018年，俄罗斯国防部声称其在叙利亚的部队遭到一大群自制无人机的袭击一一这是第一次在军事行动中报道这种协同攻击。据国防部称，驻扎在赫梅米姆空军基地和塔尔图斯海军设施的俄罗斯军队“通过大规模使用无人驾驶飞行器（UAV）成功抵御了恐怖袭击”。参与这些攻击的飞行器不是四轴飞行器（商用无人机最流行的没计），而是类似于爱好者的模型飞机。它们的翼展长达三米，由木头和塑料制成，由割草机发动机提供动力。每架飞机的机翼下都装有十枚自制的弹片手榴弹。

　　国防部在一份声明中说，傍晚时分，俄罗斯防空部队在距离俄罗斯军事基地很远的地方发现了13个不明小型空中目标。十架突击无人机正在接近 Khmeimim 空军基地，另外三架是塔尔图斯的CSS点，其中六架突击部队无人机被俄罗斯电子战部队拦截，其中二架无人机被带到其地外降落，其余二架在与地面接触时煌炸。声明解释说，另外七架无人机被俄罗斯人发射的铠甲-5 防空导弹“消灭”，基地报告没有人员伤亡或损坏。

　　通过综合环境传感露和混合武器战术（例如，将常规武器和化学武器结合在一个蜂群中），无人机群也可能成为化学和生物武器的高效运载系统，从而使本已不合时宜的反对使用这些武器的规范进一步恶化。

　　反无人机蜂群技术

　　国防部（DOD）和美国政府在对抗性使用小型无人机系统（SUAS）方面面临着重大的国家安全挑战。用于创建大量这些功能的可用技术会导致多层和难以管理的威胁。

　　它们的低操作高度以及无人机的小尺寸、小 RCS 和小红外信号使其成为大多数常见防空系统（例如高射炮和肩扛式红外导弹）的困难目标。许多无人机探测和中和技术正在发展，从肩扛式发射器系统到物理捕获它，无声网络武器立即降落无人机，反无人机加农炮，电子对抗措施（ECM），如指挥和控制链路的干扰和GPS欺骗，反无人机定向能武器包括激光武器和电磁武器。 　　大多数正在开发的反无人机系统都专注于应对当今的威胁，这些威胁依赖于基于射频（RF）的远程控制或基于全球定位系统（GPS）的导航。然而，SUAS 的下一步发展将不需要 GPS 或主动通信来完成它们的任务。这些车辆将能够通过视觉方式或其他方法进行导航，执行同步行动，使大型团体能够协调对一个或多个移动目标的攻击，并用作情报资产或武器运载平台。有效的反无人机系统必须能够在一系列操作环境中抵御当今和末来的威助，并适应不断发展的 sUAS 技术和战术。

　　无人机群加剧了致命自主武器带来的风险。即使经过精心设计、测试和验证的自主武器击中错误目标的风险仅为0.1%，但当乘以数千架无人机时，这仍然意味着巨大的风险。正如军事人工智能专家 Paul Scharre 正确指出的那样，自主武器部署和使用的频率也很重要;经常使用的武器有更多的机会犯错。而且，随着各国急于开发这些武器，它们可能并不总能开发出设计良好、经过测试或验证的机器。

　　正如纳戈尔诺卡拉巴赫冲突期间所显示的那样，同时发射下一代小型无人机的舰队将成为未来军事行动的个关键特征，潜在地，如果配备歌弹枪和大规模杀伤性武器，他们不仅可以致盲敌人的防空系统和导弹系统，而且还能够进行空对空和空对地打击，这将摧毁他们途中的任何东西- 战士、装甲车、舰船和飞机。因此，能够有效防御无人机群攻击”部队、坦克和舰船”的反无人机技术的成功开发将变得至关重要。

　　为了消除无人机威胁，我们依靠三个步骤：检测、确认、打败 　　检测：首先，雷达会检测威胁并通过战斗管理系统传送数据，这将触发”杀伤链”开始执行

　　识别：作为杀伤链的一部分，操作员将监控目标的进度，并识别他们是友善还是不友善 　　击败：为了击败被指定为“不友好”的威胁，部队将激活定向能武器，如激光武器系统或高功率微波，或者选择使用像ICARUS这样的网络系统来消除威胁。

　　激光定向能武器 　　高功率激光器还提供有效的反蜂群能力，因为它们能够通过摧毁无人机的机身、能源、光学器件或电子电路来快速击败小型机动目标。以低成本快速连续”发射”多发子弹的能力使激光器适用于超短程防空VSHORAD）任务和对抗由几架无人机组成的小群 　　洛克希德马丁公司的工程师正在与客户和学术界合作，研究、开发和实施检测和击败蜂群的技术。“我们目前正在开发一个60 千瓦的系统，它结合了多个光纤激光器来产生高功率武器光束，”洛克希德马丁公司激光和专感器系统部门的高级研究员 Rob Afzal 说。由于该系统依赖于许多模块化光纤激光器，因此可以轻松扩展以满足不同级别的功率。通过这种并行方法，只要电源存在，就不会出现会影响激光器功率和功能的单点故障。激光武器系统可以一次又一次地发射，本质上创造了无限的“子弹”弹匣。 　　与流行的看法相反，激光实际上是肉眼看不见的。一旦启动，它就会稳定地通过光束控制系统发送，确保它能够以光速准确瞄准、瞄准并摧毁威胁。Afzal 说，我们的高功率激光方法产生的热量更少，并且可以包含在比以前的激光技术更小的封装中，这意味着它可以在多个平台上使用。

　　“我们目前正在开发一个60 千瓦的系统，它结合了多个光纤激光器来产生高功率武器光束，”洛克希德马丁公司激光和传感器系统部门的高级研究员 RobAfzal说。

　　由于该系统依赖于许多模块化光纤激光器，因此可以轻松扩展以满足不同级别的功率。通过这种并行方法只要电源存在，就不会出现会影响激光器功率和功能的单点故障。激光武器系统可以一次又一次地发射，本质上创造了无限的“子弹“弹厘

　　Afzal 说，我们的高功率激光方法产生的热量更少，并且可以包含在比以前的激光技术更小的封装中，这意味着它可以在多个平台上使用。

　　网络武器

　　除了激光武器系统，由洛克希德马丁公司网络解决方案业务工程总监 Mike Panczenko 领导的工程师团队还开发了一种网络解决方案来应对小型无人机威胁。ICARUS“系统由内部投资打造，可以识别和拦截商用无机。其多光谱传感器系统可在几秒钟内检测并表征进入的无人机，然后使用网络电磁活动将其禁用或允许操作员控制无人机并将其移动到安全区域。“CARUS 是全方位网络安全环境的一部分，它以更具攻击性的能力行事，“Panczenko 说。“我们的想法是在无人机对我们的战士和公民构成威胁之前对其进行打击。 　　DARPA于2017 年启动了机动部队保护（MFP）计划，重点应对美国军方日益关注的挑战：阻止小型无人驾驶飞机系统的扩散。这些系统一一包括固定翼或旋翼飞机，具有便携性、低成本、商业可用性和易于升级等众多优势一-对美国地面和海上车队构成了一系列快速发展的危险。这个潜在的耗资6300万美元的项目不仅寻求防御当今无线电控制和 GPS 制导武器化无人机的方法，而且还寻求防御未来无人机的方法，这些无人机通过视觉方式成群结队地导航，以收集情报并协调对一个或多个高价值移动的攻击目标。在最近于2021年6月在埃格林空军基地进行的测试中，

　　微波兵器

　　EMP 设备被称为“通量压缩发生器”，由编织在气密圆柱体中的线圈构成。圆柱体充满电离理气体，在激活过程中建立强大的磁场。圆柱体被炸药压缩，通过增强的磁场加速电离气体分子，从而产生太瓦级的强大电磁爆发。球形电磁脉冲摧毁拦截无人机并使其附近的任何电子系统失效。

　　可重复使用的高功率电磁效应器采用不同设计的微波发射器来提供能量爆发，可以从远处禁用电子电路。最初，这些是卡车大小的大型系统，需要强大的发电机和冷却装置才能产生预期的效果。大多数陆基系统都是定向的，而更紧凑的系统则覆盖了基于爆炸产生的能量爆发的球形图案。高功率固态 HPM 的最新进展已经成熟了更适合战术使用的新型 HPM 效应器。

　　其他运行 HPM的反无人机系统包括洛克希德马丁公司的 MORFIUS 反无人机。该公司使用 Dynetics的Area-I公司的Altius 600 无人机，配备洛克希德马丁公司的 HPM 效应器 MORFIUS，以一定的距离和速度与无人机群交战。这种管射无人机携带一个HPM 效应器有效载荷和一个导引头，使其能够从远距离追踪目标两者都是可回收和可重复使用的。管射无人机平台可以从空中、地面或移动车辆部署，支持分层防御方法。

　　美国陆军可能很快就会拥有高功率微波来摧毁小型无人机群

　　根据财务请求发布的预算论证文件，美国陆军将从2022财年开始开发和整合高功率微波能力，以摧毁小型无人机威胁。该服务计划在2022财年花费超过5000万美元用于开发对抗小型无人机的技术，并正在跨服务部门共同努力建立一个持久的解决方案架构来应对这一威胁。 　　大约两年前，国防部成立了由陆军领导的联合反小型无人机办公室（lint Counter-Small Unmanned Aircraft0fice，JCO），为如何开发反小型无人机系统铺平了道路，并建立了一个临时系统组，用作通往持久能力的桥梁。具体来说，陆军在202 财年预算1873万美元用于开发、集成和测试新技术，这些新技术可能会导致涉及高功率微波或 HPM 的解决方案，这可能有助于消除单一无人机威胁和整个蜂群。已经在努力将低附带效应拦截器集成到一个持久的反 sUAS 系统中，但其他失败机制将被开发并纳入该体系结构。

　　根据文件中规定的时间表，陆军计划从22财年到23财年第二季度进行开发阶段，以建立高功率微波能力HPM GroundIncrementI原型设计工作将贯穿22财年，系统测试将在23 财年第一季度进行，随后在23财年第三季度交付原型。陆军还计划部署 HPM 能力以摧毁无人机群作为其间接火力防护能力系统的一部分，该系统将保卫固定地点免受无人机、巡航导弹、火箭、大炮和迫击炮的攻击。该服务正在与负责研发工作的空军一起开发它。陆军正在提供建造原型的资金。

　　编辑：黄飞